Prima immagine di un buco nero: una nuova era per la fisica

Buchi neri: a lungo pura teoria o relegati nel regno della fantascienza, poi individuati in modo indiretto, grazie agli influssi sui corpi celesti circostanti, come nel caso di Sagittarius A* al centro della nostra galassia, o tramite il rilevamento delle onde gravitazionali derivate dalla collisione di due buchi neri, risultato conseguito dal LIGO.

Il progetto EHT, Event Horizon Telescope, perfetto esempio di collaborazione globale, coinvolge duecento ricercatori provenienti da venti Paesi. Grazie all’osservazione perfettamente sincronizzata (tramite orologi atomici) attraverso otto radiotelescopi in varie parti del mondo hanno conseguito un risultato straordinario: la prima immagine di un buco nero.

Contrariamente a quanto previsto dai bookmaker, non il “nostro” Sagittarius A*, a 26000 anni luce e dotato di una massa pari a quattro milioni di Soli (in un volume molto più piccolo), ma l’altro “bersaglio” dell’EHT, il buco nero al centro della galassia M87, 55 milioni di anni luce dalla Via Lattea, di dimensioni spaventose: 6,5 miliardi di masse solari e un diametro di 38 miliardi di km. Misure più precise rispetto al passato, conseguenza delle osservazioni dell’EHT.

Buco nero è lo stadio finale dell’evoluzione di una stella (*) dotata di massa sufficientemente grande (non è il caso del nostro Sole), che collassa su se stessa in seguito all’esaurimento dell’energia che le consente di “bruciare” per miliardi di anni: convertito in elio l’idrogeno disponibile, l’equilibrio fra l’energia rilasciata dalla fusione nucleare (che allontana fra loro gli atomi) e la forza di gravità (che tende ad avvicinarli) cade a vantaggio di quest’ultima: il risultato è una massa talmente compressa che un cucchiaino di materia “peserebbe quanto una montagna”, per usare un’analogia classica, e inglobando materia può raggiungere col tempo dimensioni incredibili.

Il risultato di due anni di lavoro su una mole enorme di dati (ottenuti in soli quattro giorni di osservazione nell’aprile 2017), processati con supercomputer tramite algoritmi ad hoc, controllati e ricontrollati da team indipendenti per garantirne l’oggettività, conferma i modelli teorici e le simulazioni, in definitiva i princìpi della relatività generale di Albert Einstein. L’asimmetria dell’anello luminoso, gas ruotanti attorno al confine con l’orizzonte degli eventi a velocità prossime a quella della luce, darà indicazioni utili a calcolare anche forma e velocità di rotazione del buco nero.

Tali gas presentano, per via della massa di questo corpo celeste, un moto più uniforme e meno soggetto a variazioni di luminosità rispetto al “piccolo” Sagittarius A*.
M87 è quindi più tranquillo (si fa per dire, naturalmente) e… propenso a farsi fotografare rispetto a Sagittarius.

Ulteriori tre radiotelescopi arricchiranno il progetto EHT, consentendo misurazioni più precise e su più parametri, grazie a nuovi strumenti. L’attenzione verterà sui getti di materia che fuoriescono da buchi neri rotanti come M87, la cui meccanica è tutt’ora oscura.

Di Corrado Festa Bianchet

(*) Si ipotizzano anche origini non stellari, come i buchi neri primordiali nati durante l’infanzia dell’universo, quando la materia esisteva in uno stato superdenso, per giungere fino ai giorni nostri.

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